The distribution and some effects of the seasonal quantities ofE-P (Evaporation minus precipitation) over the north atlantic and north pacific

Summary

In connection with an investigation of the energy relations between sea and atmosphere, two by-products were a set of seasonal precipitation charts for all oceans and a set of seasonal evaporation charts for the North Atlantic and North Pacific oceans. These data have made possible the determination of the important seasonal and annual values ofE-P for the latter two areas. Some of the more important conclusions drawn from these computations are that:

• 1. TheE-P values over the North Atlantic and North Pacific are nearly everywhere greatest in winter and least in summer.

• 2. The largest positive values ofE-P occur in the subtropical regions during all seasons, with secondary areas of maximumE-P during one or more of the cooler seasons in the western portions of the oceans south of latitude 40° N. Large negative values occur, in the equatorial regions and at high latitudes in the northeastern portions of both oceans throughout the year.

• 3. The total excess of evaporation over precipitation is, in both oceans, much greater in winter than in summer. In fact, the total precipitation over both oceans during summer exceeds the total evaporation, indicating that the Northern Hemisphere oceans are not sources of moisture for precipitation over land during that season.

• 4. Through the use ofWüst's formulae, which show the relation between the zonal values of the surface salinity and the zonal values of the annualE-P, an annual chart of the computed surface salinities has been prepared. An additional difference chart of the observed minus the computed salinities for the North Atlantic and North Pacific indicates that there is a tendency for the areas of maximum (or minimum) surface salinities to be displaced (cum sole) in the direction of surface flow away from the areas of maximum (or minimum)E-P.

• 5. A plot (on an equal-area scale) of the average zonal values of the observed minus the computed salinities indicates that the positive areas on the preceding difference chart very nearly equal in extent the negative areas in the North Pacific, but that, in the North Atlantic, the positive areas (regions showing importation of high water) greatly exceed the negative areas in extent. If the difference values are taken to be approximately correct, this result implies that considerable high salinity water must be advected into the North Atlantic across the Equator from the South Atlantic.

Zusammenfassung

Im Zusammenhang mit einer Untersuchung über die energetischen Beziehungen zwischen Meer und Atmosphäre wurden als Nebenergebnisse eine Serie von jahreszeitlichen Niederschlagskarten für alle Ozeane und eine Serie von jahreszeitlichen Verdunstungskarten für den Nordatlantischen und den Nordpazifischen Ozean aufgestellt. Dadurch wurde für diese zwei Gebiete die Bestimmung der wichtigen Werte vonE-P (Verdunstung —Niederschlag) für die Jahreszeiten und das Jahr ermöglicht. Die wichtigsten Folgerungen aus diesen Berechnungen sind:

• 1. DieE-P-Werte über dem Nordatlantischen und dem Nordpazifischen Ozean sind fast überall am größten im Winter und am kleinsten im Sommer.

• 2. Die größten positiven Werte vonE-P finden sich in allen Jahreszeiten in den subtropischen Gebieten mit sekundären Maxima während einer oder mehrerer kühlerer Jahreszeiten in den westlichen Teilen der Ozeane südlich von 40° N. Große negative Werte vonE-P treten während des ganzen Jahres in den Äquatorialgebieten auf sowie unter hohen Breiten in den nordöstlichen Gebieten beider Ozeane.

• 3. Der gesamte Überschuß der Verdungstung über den Niederschlag ist in beiden Ozeanen im Winter viel größer als im Sommer. Der gesamte Niederschlag über beiden Ozeanen übersteigt im Sommer tatsächlich die gesamte Verdunstung, woraus hervorgeht, daß die Ozeane der Nordhemisphäre während dieser Jahreszeit nicht Feuchtigkeitsquellen für den Niederschlag über dem Lande sind.

• 4. Unter Benützung der Formeln vonWüst, die eine Beziehung zwischen den Zonenwerten des Oberflächensalzgehalts und den jährlichen Zonenwerten vonE-P geben, wurde eine Jahreskarte der berechneten Oberflächensalzgehalte aufgestellt. Eine weitere Karte der Differenzen zwischen den beobachteten und den berechneten Salzgehalten des Nordatlantik und des Nordpazifik läßt erkennen, daß für die Gebiete maximalen (bzw. minimalen) Oberflächensalzgehalts die Tendenz besteht, sich im Uhrzeigersinn in der Richtung der Oberflächenströmung von den Gebieten maximaler (bzw. minimaler) Werte vonE-P hinweg zu verlagern.

• 5. Ein Diagramm mit flächentreuer Skala mit den mittleren Zonenwerten der Differenzen zwischen beobachteten und berechneten Salzgehalten läßt erkennen, daß die positiven Gebiete der vorangehenden Differenzkarte im Nordpazifik fast genau gleich groß sind wie die negativen Gebiete, daß dagegen im Nordatlantik die positiven Gebiete (mit Zufluß von Wasser mit hohem Salzgehalt) die negativen Gebiete an Ausdehnung stark übertreffen. Nimmt man an, daß die Differenzwerte annähernd richtig sind, so folgt daraus, daß ein beträchtlicher Zufluß von Wasser mit hohem Salzgehalt vom Südatlantik über den Äquator zum Nordatlantik stattfinden muß.

Résumé

En marge de recherches sur les relations énergétiques entre la mer et l'atmosphère, nous avons dressé une série de cartes saisonnières des précipitations pour tous les océans ainsi que des cartes saisonnières de l'évaporation pour l'Océan Atlantique nord et l'Océan Pacifique nord. Ces documents rendirent possible la détermination par saison et par année de la grandeur importanteE-P (évaporation — précipitations). Les conclusions découlant de ces calculs sont les suivantes.

• 1. Les valeurs deE-P pour l'Atlantique nord et le Pacifique nord sont presque partout maxima en hiver et minima en été.

• 2. Les plus grandes valeurs positives deE-P se rencontrent en toutes saisons dans les régions subtropicales avec des maxima secondaires lors d'une ou de plusieurs saisons froides dans les parties occidentales de ces océans, au sud de 40° N. De fortes valeurs négatives deE-P apparaissent pendant toute l'année dans les régions équatoriales ainsi que sous les hautes latitudes dans les parties Nord-Est des deux océans.

• 3. L'excédent total d'évaporation sur les précipitations est beaucoup plus fort en hiver qu'en été dans les deux océans. Les précipitations totales l'emportent en fait en été sur l'évaporation, d'où il suit que les océans de l'hémisphère nord ne sont pas en cette saison des sources d'humidité pour les pluies continentales.

• 4. On a dressé une carte des valeurs annuelles de la salinité des eaux superficielles en utilisant les formules deWüst qui fournissent une relation entre la salinité zonale et les valeurs zonales annuelles deE-P. Une carte contenant les différences entre les salinités observées et calculées de l'Atlantique nord et du Pacifique nord montre que les régions à salinité superficielle maximum (ou minimum) ont tendance à s'écarter dans le sens direct des régions à valeur maximum (ou minimum) deE-P dans la direction des courants de surface.

• 5. Un diagramme à échelle à surfaces conformes des valeurs moyennes zonales des différences entre les salinités observées et calculées montre que les régions positives de la carte précédente sont presque de même étendue dans le Pacifique nord que les régions négatives, mais que par contre dans l'Atlantique nord les régions positives (alimentées par de l'eau plus salée) sont nettement plus étendues que les régions négatives. Si l'on admet que les différences en question sont à peu près exactes, il s'ensuit qu'un apport important d'eau à forte salinité a lieu de l'Atlantique sud vers l'Atlantique nord.